美国政府对向中国销售用于人工智能 （AI） 应用的高科技存储芯片实施了新的出口管制。
这些规则适用于美国制造的高带宽内存 （HBM） 技术以及外国生产的技术。
以下是您需要了解的有关这些尖端半导体的所有信息，这些半导体的需求随着全球对 AI 的狂热而飙升。
什么是高带宽内存？
高带宽内存 （HBM） 基本上是一堆存储芯片，是存储数据的小组件。与称为 DRAM（动态随机存取存储器）的旧技术相比，它们可以更快地存储更多信息和传输数据。
HBM 芯片通常用于显卡、高性能计算系统、数据中心和自动驾驶汽车。
最重要的是，它们对于运行日益流行的 AI 应用程序是必不可少的，包括由 AI 处理器提供支持的生成式 AI，例如 Nvidia （NVDA） 和 Advanced Micro Devices （AMD）生产的图形处理单元 （GPU）。
“处理器和内存是 AI 的两个基本组件。没有记忆，就像有一个有逻辑但没有任何记忆的大脑，“专门研究芯片的研究机构 TechInsights 的副主席 G Dan Hutcheson 告诉 CNN。
HBM 芯片与传统微芯片有何不同
由于生成式人工智能的兴起，HBM 芯片越来越受欢迎。这些芯片具有更大的存储空间，增强了 AI 应用程序的性能。它们还比传统内存芯片更快，使这些应用程序运行得更高效。
这些限制将如何影响中国？
12 月 2 日宣布的最新一套出口限制是在拜登政府在三年内宣布的前两轮先进芯片限制之后，旨在阻止中国获得可能为其带来军事优势的关键技术。
作为报复，北京通过对锗和镓以及其他制造半导体和其他高科技设备所必需的材料元素的出口实施新的限制。
专家表示，最新的出口限制将减缓中国人工智能芯片的发展，最多会阻碍中国获得 HBM 的机会。虽然中国目前生产 HBM 的能力落后于韩国的 SK 海力士和三星以及美国的美光 （MU），但它正在该领域发展自己的能力。
“美国的出口限制将在短期内切断中国获得质量更好的 HBM 的机会，”专门从事技术的专业网络咨询公司 Ansforce 的首席执行官 Jeffery Chiu 告诉 CNN。“不过，从长远来看，中国仍然能够独立生产它们，尽管技术不太先进。”
在中国，长江存储科技和长信存储科技是领先的存储芯片制造商。据称，他们正在提高 HBM 生产线的产能，以实现其技术自给自足的战略目标。
为什么 HBM 如此重要？
HBM 芯片之所以如此强大，主要是因为与传统存储芯片相比，它们更大的存储空间和更快的数据传递速度。
由于 AI 应用程序需要大量复杂的计算，因此这些特性可确保这些应用程序平稳运行，没有延迟或故障。
2024 年 10 月 25 日，在首尔举行的 2024 年 SEDEX 半导体展期间，SK 海力士的 HBM 展台。
更大的存储空间意味着可以存储、传输和处理更多的数据，这增强了 AI 应用程序的性能，因为大型语言模型 （LLM） 使它们能够有更多的参数进行训练。
将发送数据的更快速度或芯片用语中的更高带宽视为高速公路。高速公路的车道越多，出现瓶颈的可能性就越小，因此它可以容纳的汽车就越多。
“这就像一条双车道高速公路和一条百车道高速公路之间的区别。你就是不会遇到交通拥堵，“哈奇森说。
谁是顶级制造商？
目前，只有三家公司主导着 HBM 的全球市场。
根据台北市场研究机构 TrendForce 发布的一份研究报告，截至 2022 年，海力士占 HBM 总市场份额的 50%，其次是三星 40% 和美光 10%。预计两家韩国公司将在 2023 年和 2024 年在 HBM 市场上占据相似的份额，合计占据 95% 左右。
至于美光，该公司的目标是到 2025年将其HBM 市场份额提高到 20% 到 25% 之间，台湾官方通讯社援引美光高级主管 Praveen Vaidyanatha 的话报道。
HBM 的高价值导致所有制造商将其制造能力的很大一部分投入到更先进的存储芯片上。据 TrendForce 集邦咨询高级研究副总裁 Avril Wu 介绍，预计从 2024 年开始，HBM将占标准存储芯片总价值的 20% 以上，到明年可能超过 30%。
HBM 是如何制造的？
想象一下，像汉堡包一样将多个标准内存芯片堆叠成层。这基本上就是 HBM 的结构。
从表面上看，这听起来很简单，但要实现这绝非易事，以至于它反映在价格上。HBM 的单销价格比传统存储芯片高出数倍。
这是因为 HBM 的高度大约是六根头发丝的高度，这意味着堆叠在一起的标准存储芯片的每一层也需要非常薄，这一壮举需要被称为先进封装的一流制造专业知识。
“这些内存芯片中的每一个都需要研磨到半根头发那么细，然后才能堆叠在一起，这很难实现，”Chiu 说。
此外，在这些内存芯片相互重叠安装之前，会在这些芯片上钻孔，以便电线穿过，并且这些孔的位置和大小需要非常精确。
“当你尝试制造这些设备时，你会有更多的失败点。这几乎就像建造一座纸牌屋，“哈奇森说。
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